第二部分：开关电源的控制电路

1、2022-5-211离线式电路结构示意图离线式电路结构示意图隔离降压电路隔离降压电路输入输入整流桥整流桥PFCPFC负载（需负载（需要供电的要供电的设备）设备）2022-5-212 从上图可以看出：电源电路主要由主电路功率从上图可以看出：电源电路主要由主电路功率电路电路/拓扑结构、控制电路和驱动电路组成。拓扑结构、控制电路和驱动电路组成。 功率元器件（电感功率元器件（电感/变压器、变压器、MOSFET、二、二极管等）极管等） 主电路主电路/拓扑结构拓扑结构 控制芯片控制芯片+外围元器件（电阻、电容和有源外围元器件（电阻、电容和有源器件等）器件等）控制电路和驱动电路控制电路和驱动电路2022-5

2、-213第二部分：控制电路的介绍第二部分：控制电路的介绍Part ： Control Circuit Introduction 控制电路的作用：控制电路的作用：1. 1. 对输出电压进行采样，稳定所需对输出电压进行采样，稳定所需要的输出电压；要的输出电压； 2. 2. 设置电路工作的频率。设置电路工作的频率。 3. 3. 保护功能：如保护功能：如OCPOCP、OVPOVP、OTPOTP等。等。 4. 4. 实现电路中其他的一些功能：如实现电路中其他的一些功能：如控制控制LEDLED指示灯的颜色：正常工作时灯的颜色，报警指示灯的颜色：正常工作时灯的颜色，报警时灯的颜色。时灯的颜色。2022-5-

3、214控制芯片通常有两种工作方式：控制芯片通常有两种工作方式：1. PWM 1. PWM ；2.PFM2.PFM PWM PWM控制方式主要用在控制方式主要用在DC-DCDC-DC变换器和变换器和PFCPFC变换器中。变换器中。而而PFMPFM主要用在功率因数校正（主要用在功率因数校正（PFCPFC）和谐振变换器中，）和谐振变换器中，如谐振半桥（如谐振半桥（Half-bridge LLC resonant Half-bridge LLC resonant converterconverter）。）。 本课程主要讲述电流模式的本课程主要讲述电流模式的PWMPWM控制方法：控制方法： 最基本的特点

4、：频率不变（最基本的特点：频率不变（fs)fs)，调制脉冲宽度。，调制脉冲宽度。2022-5-215 电流模式电流模式PWMPWM控制方法控制方法 电流模式电流模式PWMPWM控制器电路有两个控制环：外环检测输出控制器电路有两个控制环：外环检测输出电压并提供一个误差信号给内环；内环比较误差信号电压并提供一个误差信号给内环；内环比较误差信号与电感电流，决定关断功率开关管的时刻。最终结果与电感电流，决定关断功率开关管的时刻。最终结果是改变脉冲宽度，达到输出电压稳定。是改变脉冲宽度，达到输出电压稳定。以以UC384XUC384X系列为例讲解电流模式的系列为例讲解电流模式的PWMPWM控制方法控制方法

5、 Datasheet Datasheet 见见UC3842.pdfUC3842.pdf文档文档 2022-5-216 UC384X UC384X系列的结构框图系列的结构框图 VFB VFB 检测输出电压检测输出电压 电压误差放大器电压误差放大器 比较器比较器-电压误差放大器的输出与检测电感电压误差放大器的输出与检测电感电流的大小进行比较，输出电流的大小进行比较，输出PWMPWM波去控制波去控制MOSMOS的的导通与关断。导通与关断。 升压式电源电路图如下图升压式电源电路图如下图： 47nC2100nC8750 R93.83kR3180kRl16 V11.2nC4150kR25.68kR41nC

6、1120 R1200u IC=120 Cf980uLfDIDEAL72 Vin420mRs1nC3UC3844U1GndVpVoutOscCompSenseVfbRefv12 R7Q1IRF8402022-5-218对于一个对于一个PWM/PFMPWM/PFM控制芯片，要掌握以下几个知识要点：控制芯片，要掌握以下几个知识要点：1. 1. 每个的引脚的名称；每个的引脚的名称；2. 2. 每个引脚的作用，以及它在电路中的连接；每个引脚的作用，以及它在电路中的连接；3. 每个引脚正常工作电压的范围或者正常的波形是什么？4. 4. 控制芯片一定是输出控制芯片一定是输出PWMPWM波去控制波去控制MOS

7、MOS管，要清楚哪些管，要清楚哪些引脚最容易引起没有引脚最容易引起没有PWMPWM波的输出。波的输出。5. 尽量找到芯片的application note（应用信息），教我们如何分析芯片的工作方式、与功率电路的连接以及关键元件参数的计算。6. 6. 弄懂一些简单的曲线图（参数之间的函数关系）比如弄懂一些简单的曲线图（参数之间的函数关系）比如振荡频率与振荡频率与RTRT、CTCT之间的关系。之间的关系。7. 会用示波器去测试波形，会根据波形分析产生的原因，从而找到解决问题的办法。 2022-5-219 VFBVFBG1(S)G2(S)H(S) VrefVref VoutVout - - + +

8、开关电源控制环路的结构框图开关电源控制环路的结构框图2022-5-2110 PWMPWM控制芯片控制芯片UC3842UC3842的介绍的介绍 Pin Connection- Pin Connection-脚分布（脚连接）脚分布（脚连接） Minidip/SO8- Minidip/SO8-封装封装2022-5-2111引脚功能描述1补偿误差放大器的输出，可用于环路补偿2电压反馈误差放大器的反相输入端，通过一个电阻分压器连接到输出端3电流取样一个正比于电感电流的电压接至此输入端，PWM用此信息停止开关管的导通2022-5-21124RT/CT通过连接RT到Vref和电容CT到地使振荡器频率和最大占

9、空比可调，输出频率可达到500KHz。5地此管脚是控制电路和功率电路公共的地。6输出输出可直接驱动功率MOS管的门极，高达1A峰值电流经过此管脚拉和灌。7Vcc此引脚是控制IC的正电源（工作电压）8Vref 该管脚是参考输出（基准电压输出）它通过RT给CT提供充电电流。2022-5-2113 启动电压启动电压 X842B/4B/3B/5B X842B/4B/3B/5B 的差别：的差别： 最小的工作电压最小的工作电压 最大占空比、开关频率与振荡频率最大占空比、开关频率与振荡频率最大占空比fs开关频率UC3842/4396%振荡频率foscUC3844/4548%1/2fosc2022-5-211

10、4 振荡电阻和振荡频率之间的关系振荡电阻和振荡频率之间的关系 振荡电阻与最大占振荡电阻与最大占空比之间的关系（空比之间的关系（CTCT固定）固定）2022-5-2115 振荡器和输出波形振荡器和输出波形 电阻和电容的值决定最大占空比电阻和电容的值决定最大占空比2022-5-2116 欠电压锁定（欠电压锁定（VccVcc） 迟滞（迟滞（hysteresishysteresis）2022-5-2117 电流检测电路电流检测电路2022-5-2118 隔离隔离MOSMOS管驱动和电流变压器检测管驱动和电流变压器检测 隔离隔离MOSMOS管驱动管驱动 电流变压器检测电流变压器检测 电流变压器的基本知识

11、电流变压器的基本知识2022-5-2119 关闭关闭-IC-IC停止工作（通过停止工作（通过Pin1Pin1实现保护功能）实现保护功能） 高电平高电平-IC-IC停止工作；停止工作； 低电平低电平-IC-IC正常工作正常工作2022-5-2120 误差放大器的补偿误差放大器的补偿 采样采样电阻电阻电阻分电阻分压器压器 补偿补偿网络网络 补偿网络的作用及测试（相角裕度和幅值裕度）补偿网络的作用及测试（相角裕度和幅值裕度） （1 1）稳定输出电压；（）稳定输出电压；（2 2）改善动态响应。）改善动态响应。2022-5-2121 外部时钟同步外部时钟同步 外部时钟同步外部时钟同步: UC3842:

12、UC3842工作的频率与另外一个工作的频率与另外一个UC3842UC3842工作的频率相一致。工作的频率相一致。2022-5-2122Soft-Start Soft-Start 软启动软启动通过通过1Mohm1Mohm电阻给电阻给C C充电，实现软启动，二极管起箝位作用。充电，实现软启动，二极管起箝位作用。 电容电压逐渐增加，电容电压逐渐增加，Pin1Pin1的电压逐渐增加，占空比逐渐的电压逐渐增加，占空比逐渐增加。增加。积分电积分电路或者路或者微分电微分电路？路？2022-5-2123 UC3842 UC3842与与UCC2800UCC2800的比较：的比较： PinPin兼容，每一个引脚的功能和作用一样。兼容，每一个引脚的功能和作用一样。 替代品：替代品：primary part primary part 和和 second part second part （second sourcesecond source） 首要的元件首要的元件 替代的元件替代的元件 比如：电阻（比如：电阻（KOA PHYCOMPKOA PHYCOMP）和电容（）和电容（AVX THD VishayAVX THD Vish